Vor drei Jahren überraschte die wissenschaftliche Gemeinschaft des Event Horizon Telescope (EHT) die Welt mit dem ersten Foto eines Schwarzen Lochs, das in der Nachbargalaxie M87 aufgenommen wurde. Jetzt hat dasselbe Team zum ersten Mal direkte visuelle Beweise dafür gezeigt mit dem ersten Bild des Schwarzen Lochs in unserer Galaxie, unter Verwendung von Beobachtungen aus einem globalen Netzwerk von Radioteleskopen.
In diesem Artikel erzählen wir Ihnen, wie ein Bild des Schwarzen Lochs in unserer Galaxie erhalten wurde und welche Auswirkungen es hat.
Nehmen Sie ein Bild des Schwarzen Lochs in unserer Galaxie auf
Dies ist Sagittarius A*, eine sehr variable Strahlungsquelle, die sich ständig verändert. Wissenschaftler verwenden seit Jahren Algorithmen, um seine Entwicklung im Laufe der Zeit zu rekonstruieren, als wäre es ein "Film", aber Sie haben es nun geschafft und ihre Standbilder gerendert.
Zusätzlich zu einer Reihe von Artikeln, die in einer Sonderausgabe der Astrophysical Journal Letters veröffentlicht wurden, enthüllte das Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration Team heute den Meilenstein auf einer Reihe gleichzeitig stattfindender internationaler Pressekonferenzen auf der ganzen Welt.
„Dies ist das erste Bild von Sagittarius A*, dem supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße. die 4 Millionen Mal massiver ist als die Sonne. Wir liefern den ersten direkten visuellen Beweis ihrer Existenz“, sagte Sara Issaoun, Harvard Astrophysicist A Center Research Fellow, in einer Rede am Hauptsitz der Europäischen Südsternwarte (ESO) in München, Deutschland.
Die Ergebnisse lieferten überwältigende Beweise dafür, dass es sich bei dem Objekt um ein Schwarzes Loch handelte, und lieferten wertvolle Hinweise auf die Funktionsweise dieser Riesensterne, von denen angenommen wird, dass sie im Zentrum der meisten Galaxien liegen.
Nach Angaben von mehr als 300 Wissenschaftlern aus den 80 an der Entdeckung beteiligten Zentren "wiegt" das gigantische Loch etwa 4 Millionen Sonnenmassen in einer Region, die nicht größer ist als unser Sonnensystem. 27.000 Lichtjahre von unserem Planeten entfernt. Aus unserer Sicht hat es die Größe eines Donuts auf dem Mond am Himmel.
erste sichtbare Beweise
Das Bild ist ein lang erwarteter Blick auf das massive Objekt im Zentrum unserer Galaxie. Wissenschaftler haben gesehen Sterne, die einige sehr große, kompakte, unsichtbare Objekte im Zentrum der Milchstraße umkreisen. Dies deutet stark darauf hin, dass der Himmelskörper Sadge A* ein Schwarzes Loch ist.
Obwohl wir das Schwarze Loch selbst nicht sehen können, weil es völlig dunkel ist, zeigt das leuchtende Gas, das es umgibt, ein charakteristisches Merkmal: eine dunkle zentrale Region (Schatten genannt), die von einer hellen Ringstruktur umgeben ist. Die neue Ansicht fängt Licht ein, das durch die starke Schwerkraft des Schwarzen Lochs gebogen wird.
„Wir waren überrascht, dass die Größe des Rings so gut mit den Vorhersagen von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie übereinstimmte“, sagte Geoffrey Bower, leitender Wissenschaftler des EHT-Projekts am Institut für Astronomie und Astrophysik, Academia Sinica, Taipei. „Diese beispiellosen Beobachtungen verbessern unser Verständnis dessen, was im Zentrum unserer Galaxie passiert, erheblich liefern neue Erkenntnisse darüber, wie riesige Schwarze Löcher mit ihrer Umgebung interagieren«.
Die Beobachtung eines so weit entfernten Objekts würde ein erdgroßes Teleskop erfordern, wenn auch virtuell oder gleichwertig, und genau das kann das EHT leisten. Es besteht aus acht Radioteleskopen in Chile, den Vereinigten Staaten, Mexiko, Spanien und am Südpol. In den USA, betrieben von der Europäischen Südsternwarte (ESO) und anderen internationalen Partnern in der Atacama-Wüste in Chile, sticht in Europa das Institute for Millimetric Radio Astronomy (IRAM) in der Sierra Nevada (Granada) hervor.
Das EHT beobachtete Schütze A* mehrere aufeinanderfolgende Nächte lang und sammelte stundenlang Daten, ähnlich wie bei Langzeitbelichtungen mit einer Standbildkamera. Unter den Radioteleskopen, aus denen das EHT besteht, ist die IRAM-Antenne von 30 Meter lang spielte bei den Beobachtungen eine entscheidende Rolle, um die ersten Bilder zu erhalten.
Durch eine Technik namens Very Long Reference Interferometry (VLBI, die mathematische Operationen anstelle von Linsen verwendet) wurden die Signale aller Radioteleskope kombiniert und ihre Daten von Algorithmen und Supercomputern verarbeitet, um das bestmögliche Bild zu rekonstruieren.
Thalia Traianou, Forscherin am andalusischen Institut für Astrophysik (IAA-CSIC), fügt hinzu: „Die Technologie wird es uns ermöglichen, neue Bilder von Schwarzen Löchern und sogar Filme zu erhalten.“
Zwei ähnliche Schwarze Löcher
In Bezug auf das 87 aufgenommene Bild des Schwarzen Lochs in der Galaxie M2019 sind sich die Wissenschaftler einig, dass die beiden Schwarzen Löcher sehr ähnlich aussehen, obwohl das Schwarze Loch in unserer Galaxie es ist mehr als 1000-mal kleiner und weniger massereich als M87*, das 55 Millionen Lichtjahre entfernt ist. Der Riesenstern hat eine Masse von 6.500 Milliarden Sonnen und einen Durchmesser von 9.000 Milliarden Kilometern, was bedeutet, dass das Sonnensystem bis Neptun in ihn eindringen wird.
„Wir haben zwei völlig unterschiedliche Arten von Galaxien und zwei sehr unterschiedliche Massen von Schwarzen Löchern, aber in der Nähe der Ränder dieser Schwarzen Löcher sehen sie überraschend ähnlich aus“, sagte Sera Markoff, Co-Vorsitzende des EHT Science Committee und Professorin für Theoretische Astrophysik an der Universität Amsterdam. Dies sagt uns, dass die allgemeine Relativitätstheorie diese Objekte aus nächster Nähe regiert und dass alle Unterschiede, die wir weiter entfernt sehen, auf Unterschiede in der Materie zurückzuführen sind, die das Schwarze Loch umgibt. »
So erklärt es Roberto Emparan, theoretischer Physiker und ICREA-Professor am Institut für Kosmologie der Universität Barcelona, gegenüber SMC Spanien: „Im Moment können wir sagen, dass die Ähnlichkeit zwischen dem Bild von M87* von 2019 und Das aktuelle Bild stammt von einem SgrA *, das zeigt, dass unabhängig von der Größe des Schwarzen Lochs Die Umgebung, die dem Schwarzen Loch am nächsten ist, ist sehr ähnlich. Zukünftige Beobachtungen werden uns mehr über die Eigenschaften der Materie verraten, die das Schwarze Loch umgibt, und wir können möglicherweise sagen, ob das Objekt wirklich das ist, was Einsteins Theorie vorhergesagt hat, oder ein exotischerer „Betrüger“ oder „Nachahmer“.
Gonzalo J. Olmo, Professor der Abteilung für Theoretische Physik und IFIC des Hybridzentrums der Universität Valencia und des CSIC, und Diego Rubiera-García, Talentforscher der Abteilung für Theoretische Physik der Universität Complutense Madrid. „Obwohl dieses Objekt tausendmal größer ist als die heute in der Milchstraße beobachteten Objekte, zeigt seine Ähnlichkeit mit unserem ‚kleinen‘ Schwarzen Loch die Allgemeingültigkeit der Physik, die diese Objekte beschreibt“, betonen sie gegenüber SMC Spanien.
Die heutigen Ergebnisse sind jedoch viel schwieriger als M87 *, obwohl Schütze A* näher ist. Das Team musste ausgeklügelte neue Werkzeuge entwickeln, um die Gasbewegung um Sgr A* zu erklären. Während das M87* ein einfacheres und stabileres Objektiv ist, sehen fast alle Bilder gleich aus, das Sgr A* ist es nicht.
„Das Gas in der Nähe des Schwarzen Lochs bewegt sich mit der gleichen Geschwindigkeit, fast so schnell wie Licht, in der Nähe von Sagittarius A* und M87*“, erklärte EHT-Wissenschaftler Chi-kwan Chan vom Steward Observatory und dem Department of Astronomy and Data University of Arizona, während Gas Tage bis Wochen braucht, um die größere M87* zu umkreisen, vollendet die viel kleinere Sagittarius A* eine Umlaufbahn in Minuten.
„Das bedeutet, dass sich die Helligkeit und das Muster des Gases um Sagittarius A* schnell ändern, während das EHT kooperiert, um es zu beobachten: Es ist ein bisschen so, als würde man versuchen, ein klares Bild von einem Welpen zu bekommen, der schnell seinem Schwanz nachjagter machte weiter.
Das Bild des Schwarzen Lochs Sgr A* ist ein Durchschnitt der verschiedenen Bilder, die das Team extrahiert hat, und enthüllt schließlich zum ersten Mal den Riesenstern im Zentrum der Milchstraße.
Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über die aufgenommenen Bilder des Schwarzen Lochs in unserer Galaxie erfahren können.